吡虫啉对意大利蜜蜂工蜂幼虫毒性机制的 蛋白质组学和代谢组学分析OA
【目的】本研究旨在通过蛋白组学与代谢组学联用,揭示吡虫啉胁迫对意大利蜜蜂Apis mellfera ligustica工蜂幼虫的毒性机制。【方法】将意大利蜜蜂工蜂3日龄幼虫暴露于377 ng/mL吡虫啉72 h时的6日龄幼虫进行蛋白质组学和代谢组学分析;筛选对照组和吡虫啉处理组间的差异表达蛋白和差异表达代谢物,并进行GO功能注释和KEGG通路富集;分析差异表达蛋白功能互作网络和线粒体质量控制相关分子网络,对上述意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫中线粒体质量控制相关的10个关键基因(Pgd,MUL1,HSP90α,HUWE1,NDUFS4,MRPL52,GPX,GSHS,TrxR和SOD)进行RT-qPCR验证;通过苏木精-伊红染色对上述意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫进行组织病理学分析,利用RT-qPCR检测凋亡基因Caspase-3的表达量;检测上述意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫中丙二醛和还原型谷胱甘肽的含量。【结果】吡虫啉暴露对意大利蜜蜂工蜂幼虫的存活率具有显著的负面影响,并呈现出明显的时间依赖效应。意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫吡虫啉处理组和对照组间鉴定出451个差异表达蛋白(246个下调,205个上调)和138个差异表达代谢物(42个下调,96个上调)。其中14个差异表达蛋白和8个差异表达代谢物与线粒体质量控制密切相关。吡虫啉暴露不仅干扰氨基酸代谢、蛋白质合成、TCA循环及糖代谢等基础代谢过程,还显著影响线粒体动力学调控、自噬清除、生物合成及抗氧化系统,导致线粒体质量控制失衡,造成能量合成受阻并诱发线粒体自噬与细胞凋亡。差异表达代谢物在脂肪酸代谢和氨基酸代谢通路显著富集,提示脂质过氧化反应可能降低了幼虫的能量利用效率。10个关键基因的表达量变化与蛋白质组学数据一致。与对照组比,吡虫啉处理组6日龄幼虫有明显的细胞凋亡现象,Caspase-3表达上调,还原型谷胱甘肽含量显著降低和丙二醛含量显著增加,证实了氧化应激的发生。【结论】吡虫啉暴露导致意大利蜜蜂幼虫蛋白质和糖代谢等异常,并可能通过破坏线粒体质量控制稳态,诱发氧化损伤和能量代谢紊乱,最终导致幼虫发育异常。本研究为吡虫啉的毒性机制研究提供了新的参考。
谭莉;李汶璞;邓光元;肖嫒;易娟;王悦弟;盛利;肖燕;赵思睿;李治
重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆市涪陵区义和街道农业服务中心,重庆408104重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331重庆师范大学,农业农村部长江上游传粉昆虫资源保护与利用重点实验室,重庆市媒介昆虫重点实验室,教育部活性物质生物技术工程研究中心,重庆401331
生物科学
意大利蜜蜂吡虫啉蛋白组学代谢组学线粒体质量控制
《昆虫学报》 2026 (7)
P.1005-1017,13
重庆市教育委员会科技项目(KJZD-K202100502)重庆市自然科学基金项目(CSTB2025NSCQ-GPX0256)资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室自然科学基金项目(SKLSGB-ORP202103)中国农业技术体系专项资金(CARS-44)。
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